基于TMD的高壓輸電桿塔風(fēng)振控制研究.pdf

1、高壓線路中的輸電塔作為電力能源輸送的中堅(jiān)力量，是將電力能源輸送到千家萬戶的重要一端，廣東沿海區(qū)域由于人口工業(yè)密集，此類輸電塔也在此區(qū)域分布廣泛而密集。每一次輸電塔在強(qiáng)風(fēng)情況下的倒塌損毀，都會(huì)給此地區(qū)的社會(huì)和人民帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和財(cái)產(chǎn)的損失。
　　本文以電壓等級(jí)為110kV的平閘線ZGU302直線塔和海深線ZM1和ZM4直線塔作為典型代表，對(duì)輸電塔抗強(qiáng)風(fēng)問題進(jìn)行研究。希望通過有限元手段對(duì)輸電塔的動(dòng)力特性和風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行分析研究，得到一些

2、對(duì)抗風(fēng)有參考價(jià)值的結(jié)論，并用結(jié)論作為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)出輸電塔抗風(fēng)裝置。本文進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1.運(yùn)用諧波疊加法，基于達(dá)文波特風(fēng)速功率譜和相干函數(shù)，運(yùn)用MATLAB作為數(shù)值計(jì)算軟件，得到了多點(diǎn)脈動(dòng)風(fēng)速。模擬的脈動(dòng)風(fēng)速譜與目標(biāo)譜吻合度高，說明運(yùn)用的諧波疊加法模擬所得的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程是符合實(shí)際情況，準(zhǔn)確而可靠的。
　　2.運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS分別建立了目標(biāo)輸電塔的單塔模型和塔線體系模型，并對(duì)建立的模型進(jìn)行了動(dòng)力特性分

3、析，并與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比。ZGU302輸電塔的塔線體系模型的模態(tài)與實(shí)際測(cè)量的值相近，可以認(rèn)為ANSYS仿真模型是符合實(shí)際情況的。通過對(duì)三種目標(biāo)高壓輸電塔的動(dòng)力特性的分析，整體振動(dòng)模態(tài)中，內(nèi)力最大的可能位置出現(xiàn)在輸電塔的中下部，而局部模態(tài)中，局部振動(dòng)也出現(xiàn)在輸電塔的中下部，所以輸電塔中下部的受力情況需要重點(diǎn)關(guān)注。
　　3.對(duì)各類阻尼器的優(yōu)缺點(diǎn)和工作原理進(jìn)行了分析，選定懸臂梁式電渦流TMD作為本文采用的TMD。設(shè)計(jì)了適用于高壓輸電塔抗

4、強(qiáng)風(fēng)情況的電渦流TMD，并對(duì)TMD的各個(gè)部件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和經(jīng)濟(jì)分析。對(duì)設(shè)計(jì)的電渦流TMD的自振頻率和阻尼比進(jìn)行了進(jìn)一步的測(cè)試，為后續(xù)的安裝工作提供了詳細(xì)的資料。
　　4.對(duì)輸電塔模型進(jìn)行了瞬態(tài)分析，得到輸電塔的風(fēng)振響應(yīng)結(jié)果，并與有TMD風(fēng)振控制情況下的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)高壓輸電塔薄弱部位進(jìn)行了分析，并基于屈曲分析研究了輸電塔損毀的原因，為輸電塔重點(diǎn)維護(hù)部位提供指導(dǎo)。可以確認(rèn)加設(shè)TMD阻尼器可以有效的降低輸電塔的位移、速